EP1161026A2 - Method of communication for two partners who are linked by a point to point connection - Google Patents

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EP1161026A2
EP1161026A2 EP01111772A EP01111772A EP1161026A2 EP 1161026 A2 EP1161026 A2 EP 1161026A2 EP 01111772 A EP01111772 A EP 01111772A EP 01111772 A EP01111772 A EP 01111772A EP 1161026 A2 EP1161026 A2 EP 1161026A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
communication
phase
data
configuration
communication method
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01111772A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1161026A3 (en
Inventor
Klaus-Dieter Renner
Ulrich Rother
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1161026A2 publication Critical patent/EP1161026A2/en
Publication of EP1161026A3 publication Critical patent/EP1161026A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1438—Negotiation of transmission parameters prior to communication

Definitions

  • the invention relates to a communication method for two communication partners using a full duplex Point-to-point connection are linked together.
  • Inverters are commercially available with option modules by means of a parallel interface via a dual-port RAM are linked to the converter.
  • These option modules are communication modules, also as automation modules designated, and technology modules. This Modules are stretched in an electronics box of the converter device. Data is exchanged via the dual-port RAM. This data is configuration data, cyclic data (process data) and acyclic data (parameters).
  • Dual port RAM For data exchange it is always a relatively expensive one Dual port RAM used. For a converter device with low performance requirements makes up the price of the dual port RAM noticeable. Due to the parallel interface, many Cables required, which determines the size of a SUB-D socket is. This connection is also sensitive to interference. Because of this sensitivity to interference, the cables may only have a short cable length.
  • the first two Protocols are master-slave protocols that do not Mechanism for asymmetrical communication in both Have directions. That means only the master can make an inquiry start, whereby the slave is only able to approach it reply.
  • these standard protocols have many Functionalities that are involved in communication between a converter and an option module are not necessary. However, this overload of the standard protocols leads to that the speed and bandwidth of data transmission is reduced.
  • the SIMATIC S7 protocol shows the first two have no mechanism for one symmetrical data transmission.
  • the invention is based on the object of a communication method to indicate for two communication partners that no longer has the disadvantages mentioned above.
  • the communication partners mutually when starting up and exchange their skills and communication skills out. It will automatically be the best possible configuration, that makes optimal use of the available bandwidth. This makes the communication mechanism scalable, whereby option modules between converters differ Performance can be exchanged. Besides, that is Communication regardless of the design of the option modules.
  • the identification phase is one advantageous method preceded by an initialization phase with which the second communication partner from the first communication partner is recognized.
  • To identify the second communication partner becomes a voltage potential on a connecting line evaluated.
  • the easiest way to evaluate is with a table in which the voltage values of all option modules, that can be connected to an inverter are.
  • Such an initialization phase is then provided if the first communication partner with all possible Option modules should communicate without an operator.
  • 2 is a first communication partner and with 4,6,8 each a second communication partner designated. From these second communication partners 4,6,8 is only one using a full duplex point-to-point connection 10 with the first communication partner 2 connected.
  • the first communication partner 2 is, for example in drive technology a converter device of a drive system, of which only the control device, in particular the processor is shown is shown. Usually the processor of the communication partner assigns only one Interface 12 on. However, there is also the possibility as shown here that several interfaces 12 exist are that can be unlocked. This activation is accomplished by an initialization phase. For this purpose, an A / D converter 14 with a voltage divider 16 is provided.
  • the second communication partners 4, 6 and 8 are here Technology module 4, an interface module 6, which also as Automation module is called, and a speed detection module 8 illustrates.
  • Technology module 4 an interface module 6, which also as Automation module is called
  • speed detection module 8 illustrates.
  • modules mentioned here 4,6 and 8 is not a final list, it should only show which variations of the modules that are possible with the first communication partner (Drive system) using the full duplex point-to-point connection 10 can communicate.
  • the full-duplex point-to-point connection is required for communication 10 three lines.
  • a line 16 for transmission a clock signal CLK
  • a line 18 for transmission of data Tx and a line 20 for receiving data Rx.
  • a clock signal CLK is transmitted on line 16, if a synchronous connection and / or a start-up Module identification takes place. This CLK signal will not required for an asynchronous connection.
  • On this line 16 a TXE signal is transmitted as soon as a transceiver module is used as a second communication partner.
  • two further lines 22 and 24 be provided, but not required for communication become. By means of these two lines 22 and 24 become synchronization signals SYNC_CU_OPT and SYNC_OPT_CU transmitted.
  • synchronization signal SYNC_CU_OPT becomes a technology module 4 on the processor of a converter device and by means of the synchronization signal SYNC_OPT_CU is the processor of a converter device a technology module 4 synchronized.
  • the individual modules 4, 6 and 8 show that the Line 16, with which a clock signal CLK is transmitted different voltages is clamped.
  • the technology module 4 generates a voltage level on line 16 of 1 V
  • the speed detection module 8 on line 16 one Voltage level of 3.5 V generated.
  • the automation module 6 generates depending on its interface characteristics different voltage levels. Is the automation module 6 designed as an RS232 interface, so points the voltage level on line 16 has a value of 1.5 V. In contrast, the automation module 6 is an RS485 interface or designed as a PROFIBUS interface, so points the voltage level on line 16 has a value of 2 V or 3 V on.
  • the second communication partner 4,6,8 identified can when the communication starts from the first communication partner 2 the second communication partner 4,6,8 identified become. This identification of the second communication partner 4,6,8 only takes place when the first Communication partner for all possible second communication partners 4,6,8 is equipped.
  • FIG 2 and 3 are two topologies of an automation module and a technology module.
  • the topologies shown are parallel (FIG 2) and a serial (FIG 3) topology.
  • the parallel Topology is both modules 4 and 6 in parallel with one first communication partner 2, for example a converter device, interconnected.
  • the first communication partner 2 have two interfaces 28 and 30.
  • the Interfaces 28 and 30 are each by means of a full duplex Point-to-point connection 10 with an interface 32 or 34 of the automation module 6 or the technology module 4 linked.
  • the serial topology is the technology module 4 with the first communication partner 2 and that Automation module 6 connected to the technology module 4.
  • the technology module is required for this serial topology two interfaces 34 and 38.
  • the interfaces 34 and 38 is a full duplex point-to-point connection 10 with an interface 28 or 32 of the first communication partner 2 or the automation module 6 connected.
  • the the two topologies differ not only in hardware, but also in the process data transmission.
  • Process data from the automation module in parallel topology 6 to the first communication partner 2 and then from transmitted to the technology module 4.
  • serial The process data are topology directly from the automation module 6 transferred to the technology module and from there to first communication partner 2.
  • This points in parallel Topology a longer dead time in the process data transmission on than the serial topology.
  • With the above Interfaces 28, 30, 32, 34 and 38 are serial Interfaces. With a converter device - first communication partner 2 - a drive system has the processor only one serial interface. Thus the serial topology for a converter device of a drive system on.
  • the method according to the invention has three phases, namely the identification phase, the configuration phase and the data exchange phase.
  • the identification phase preceded by an initialization phase. If the configuration phase is not needed, the identification phase coupled directly with the data transmission phase. If the communication link during communication is faulty, this connection is re-established, by restarting the identification phase.
  • the data exchange phase has up to three channels, one cyclic and two acyclic channels.
  • the cyclical channel or the acyclic channels do not have to be present at the same time his. At least one channel is required for data transmission to be available. These channels are per clock period of the first serial communication partner.
  • Each between two channels is one for a predetermined time Pause in which the clock signal CLK is not active. This predetermined Time is measured in such a way that two words are transmitted could become.
  • This time is for the second communication partner 4 or 6 or 8 necessary to receive the received telegram, consisting of a frame and data to process and its receiving part for the next telegram to the beginning reset.
  • With the cyclic channel process data and transmitted with the acyclic channel parameters. To These parameters also include error and diagnostic parameters.
  • the number of cyclic and acyclic data determines the Time it takes to transmit a channel.
  • the identification and configuration phase is only one a channel exists, which is used as an identification or configuration channel are designated.
  • the communication mechanism according to the invention is a scalability that the modules achieved between communication partners 2 different performance levels are interchangeable. That means in drive technology can one and the same module with a basic converter device, a vector converter device or a high-performance converter device be linked without the communication mechanisms have to change. Thereby the diversity of a module is reduced to one version, which significantly reduces the costs or what modules can also be used in the basic converter devices can.
  • the baud rate is at 5k Baud set and four telegrams are required for one secure receipt operation.
  • the identification requirement ident.req. contains the parameters of the second communication partner 4 or 6 or 8.
  • the first communication partner 2 checks the values and sends the negotiable values in the identification confirmation ident.ack. back. If the identification confirmation confirmation ident.arep. of the second communication partner 4 or 6 or 8 negative communication is not possible. If so, however is negotiated, the negotiated communication partners set. At the end of the identification phase switched to the configuration phase or the data exchange phase, depending on what has been negotiated.
  • 6 and 7 show the same identification phase of the communication method according to FIG 5 each represented in a state diagram.
  • 6 shows the identification phase from the View of the first communication partner 2, who also as Master is called.
  • 7 is the identification phase from the point of view of the second communication partner 4 or 6 or 8, which is also referred to as a slave.
  • FIG. 8 shows a table of the transmission sequence of the telegrams the configuration phase of the communication method according to the invention.
  • configuration data between the two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 exchanged.
  • Also in the Four telegrams are transmitted during the configuration phase.
  • request telegrams config.req. a feedback telegram config.rep., a confirmation telegram config.ack. and a confirmation feedback telegram config.arep .
  • the requirements and the feedback telegram config.req. and config.rep. contain data. With these four telegrams is also a secure receipt operation is processed.
  • FIGS. 9 and 10 show a state diagram from the perspective of the master (first Communication partner 2) and in FIG 10 is the state diagram from the point of view of the slave (second communication partner 2 or 6 or 8).
  • the master 2 sends according to 9 shows a request telegram config.req. with configuration data to slave 4 or 6 or 8 and waits for Confirmation telegram config.rep. from slave 4 or 6 or 8.
  • the configuration data of the request telegram config.req. is checked and answered by slave 4 or 6 or 8 immediately with a positive or negative feedback telegram config.rep ..
  • One of the configuration data i.a. a bus address, a baud rate. If the feedback is negative, the master 2 signals an error and prompts the operator to change the configuration data.
  • Master 2 will create a new one Request telegram sent. With the confirmation telegram config.ack. Master 2 becomes a positive answer on the configuration data sent back by means of the feedback telegram from slave 4 or 6 or 8 have been transmitted to Master 2. The last telegram ensures double receipt operation. A time out during this phase the identification phase is restarted.
  • slave 4 or 6 or 8 At the beginning of the configuration phase, slave 4 or 6 or 8 according to FIG. 10 a configuration request config.req .. After slave 4 or 6 or 8 this request config.req. received, the data is analyzed. Depending on this analysis, a positive one or a negative configuration feedback config.rep. Posted. If the feedback is negative, a new one is created Configuration using the configuration request config.req. expected. If the result of the analysis is positive with the configuration feedback, the data sent back to Master 2. The slave 4 or 6 or 8 for a configuration confirmation config.ack. from master 2. If the data is invalid, the configuration confirmation is negative.
  • the confirmation feedback config.arep. of slave 4 or 6 or 8 depends on the Data and the type of slave 4 or 6 or 8. If in the data the configuration confirmation feedback config.arep. a critical error can be found the configuration phase can be restarted. Can not critical errors found in the data set are used Data exchange phase changed.
  • cyclic and acyclic Data between the two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 exchanged. Between these two data types is strictly differentiated so that the acyclic data cannot affect the cyclical data contained in the fast time slice.
  • the acyclic Data are processed independently of cyclic data. As soon as If there is an error, the acyclic data communication interrupted and the error message is replaced with the acyclic Data channel transmitted.
  • the first communication partner 2 is also referred to here as the master, whereas the second communication partner 4 or 6 or 8 referred to as a slave becomes.
  • the master user triggers the processing of data exchange. All other user calls are asynchronous.
  • FIG 12 illustrates the data exchange phase in a state diagram from the perspective of the master and the slave 4 or 6 or 8.
  • the cyclic channel is very constant. There process data with a known meaning is transferred. The acyclic channel is not constant, however that this should be considered in more detail below.
  • the acyclic channel is based on the client / server principle, one of two communication partners making a request which the other communication partner then replies. In principle, both communication partners can meet requirements send, but the current procedure is permitted only requests from the second communication partner 4 or 6 or 8 to the first communication partner 2.
  • Domain handling is a communication mechanism where data is transmitted using several telegrams become. This process remains hidden from the user. This communication mechanism is only for parameter data used. All other data are stored in a telegram.
  • FIG. 13 shows the transmission sequence of the in a table Telegrams of an acyclic data exchange without one Domain treatment.
  • 14 and 15 are the associated State diagrams from the perspective of client 2 and the server 4 or 6 or 8 shown in more detail.
  • the 16 shows a table of the transmission sequence of the telegrams acyclic data exchange with domain handling.
  • the corresponding state diagrams from the point of view of the Client 2 and server 4 or 6 or 8 are shown in FIG and 18 shown in more detail.
  • the bold lines show the normal process (none Domain) and the broken lines an alarm that the Domain handling interrupts.
  • the user initializes a request, it is sent. After that the user waits for feedback. If not inside no feedback is received for a predetermined time, the request is repeated. An incoming feedback is forwarded to the user. Exception: A diagnostic feedback is not forwarded to the user.
  • the full domain sent. Every single part of the domain is confirmed separately from the recipient. If the full The domain request is sent without an error, the response expected. This feedback is then sent by the recipient Posted. If this feedback also contains a domain, so every single part of the domain is confirmed. As soon as full feedback is received, the processed and the process sequence starts again from the beginning. In the event of a timeout or a domain error the request is repeated.

Abstract

The communication method is divided into an initial identification phase, for identifcation of the 2 communication partners to one another, a configuration phase for exchange of configuration data between the communication partners and a data transmission phase for cyclic and acyclic exchange of data between the communication partners at the end of the configuration phase.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsverfahren für zwei Kommunikationspartner, die mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung miteinander verknüpft sind.The invention relates to a communication method for two communication partners using a full duplex Point-to-point connection are linked together.

Im Handel sind Umrichtergeräte erhältlich, bei denen Optionsmodule mittels einer parallelen Schnittstelle über ein Dual-Port-RAM mit dem Umrichtergerät verknüpft sind. Diese Optionsmodule sind Kommunikationsbaugruppen, auch als Automatisierungsmodule bezeichnet, und Technologiebaugruppen. Diese Module werden in einer Elektronikbox des Umrichtergerätes gestreckt. Der Datenaustausch erfolgt über das Dual-Port-RAM. Bei diesen Daten handelt es sich um Konfigurierungsdaten, zyklische Daten (Prozessdaten) und azyklische Daten (Parameter).Inverters are commercially available with option modules by means of a parallel interface via a dual-port RAM are linked to the converter. These option modules are communication modules, also as automation modules designated, and technology modules. This Modules are stretched in an electronics box of the converter device. Data is exchanged via the dual-port RAM. This data is configuration data, cyclic data (process data) and acyclic data (parameters).

Anstelle diese Optionsbaugruppen in eine Elektronikbox unterzubringen, besteht auch die Möglichkeit, diese Optionsmodule auf die an der Frontseite des Umrichtergerätes vorhandenen SUB-D-Buchse zu stecken. Auch hierbei findet der Datenaustausch mittels einer parallelen Schnittstellen über ein Dual-Port-RAM statt.Instead of placing these option modules in an electronics box, there is also the possibility of these option modules on the existing ones on the front of the converter SUB-D socket. The data exchange also takes place here using a parallel interface via a dual-port RAM instead of.

Für den Datenaustausch wird immer ein verhältnismäßig teures Dual-Port-RAM verwendet. Bei einem Umrichtergerät mit Low-Performance-Anforderungen macht sich der Preis des Dual-Port-RAM bemerkbar. Durch die parallele Schnittstelle werden viele Leitungen benötigt, wodurch die Größe einer SUB-D-Buchse vorbestimmt ist. Außerdem ist diese Verbindung störempfindlich. Aufgrund dieser Störempfindlichkeit dürfen die Leitungen nur eine geringe Leitungslänge aufweisen. For data exchange it is always a relatively expensive one Dual port RAM used. For a converter device with low performance requirements makes up the price of the dual port RAM noticeable. Due to the parallel interface, many Cables required, which determines the size of a SUB-D socket is. This connection is also sensitive to interference. Because of this sensitivity to interference, the cables may only have a short cable length.

Für die Kommunikation stehen ebenfalls mehrere Protokolle wie USS, PROFIBUS oder SIMATIC S7 zur Verfügung. Die beiden erstgenannten Protokolle sind Master-Slave-Protokolle, die keinen Mechanismus für eine asymmetrische Kommunikation in beiden Richtungen aufweisen. Das heißt, nur der Master kann eine Anfrage starten, wobei der Slave nur in der Lage ist, darauf zu antworten. Außerdem weisen diese Standardprotokolle viele Funktionalitäten auf, die bei einer Kommunikation zwischen einem Umrichter und einem Optionsmodul nicht notwendig sind. Diese Überfrachtung der Standardprotokolle führt jedoch dazu, dass die Geschwindigkeit und die Bandbreite der Datenübertragung herabgesetzt wird. Das Protokoll SIMATIC S7 weist gegenüber den beiden erstgenannten keinen Mechanismus für eine symmetrische Datenübertragung auf.There are also several protocols for communication such as USS, PROFIBUS or SIMATIC S7 available. The first two Protocols are master-slave protocols that do not Mechanism for asymmetrical communication in both Have directions. That means only the master can make an inquiry start, whereby the slave is only able to approach it reply. In addition, these standard protocols have many Functionalities that are involved in communication between a converter and an option module are not necessary. However, this overload of the standard protocols leads to that the speed and bandwidth of data transmission is reduced. The SIMATIC S7 protocol shows the first two have no mechanism for one symmetrical data transmission.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kommunikationsverfahren für zwei Kommunikationspartner anzugeben, dass die zuvor genannten Nachteile nicht mehr aufweist.The invention is based on the object of a communication method to indicate for two communication partners that no longer has the disadvantages mentioned above.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of the claim 1 solved.

Mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahren identifizieren sich beim Anlauf die Kommunikationspartner gegenseitig und tauschen ihre Fähigkeiten und Kommunikationseigenschaften aus. Daraus wird dann automatisch die bestmöglichste Konfiguration, die die vorhandene Bandbreite optimal ausnutzt, ausgewählt. Dadurch ist der Kommunikationsmechanismus skalierbar, wodurch Optionsmodule zwischen Umrichter unterschiedlicher Performance ausgetauscht werden können. Außerdem ist die Kommunikation unabhängig von der Ausgestaltung der Optionsmodule.Identify with the communication method according to the invention the communication partners mutually when starting up and exchange their skills and communication skills out. It will automatically be the best possible configuration, that makes optimal use of the available bandwidth. This makes the communication mechanism scalable, whereby option modules between converters differ Performance can be exchanged. Besides, that is Communication regardless of the design of the option modules.

Zu den angesprochenen Kommunikationseigenschaften, die beim Anlauf ausgetauscht werden, gehören:

  • Art der Kommunikation (Synchron/Asynchron)
  • größte unterstützte Baudrate
  • Zykluszeit
  • Anzahl der Konfigurationsdaten
  • Anzahl der zyklischen Daten
  • Anzahl der zyklischen Daten.
The communication properties addressed, which are exchanged during startup, include:
  • Communication type (synchronous / asynchronous)
  • largest supported baud rate
  • Cycle time
  • Number of configuration data
  • Number of cyclic data
  • Number of cyclic data.

Mit Hilfe dieser ausgetauschten Kommunikationsdaten kann die bestmöglichste Konfiguration automatisch gewählt werden.With the help of this exchanged communication data, the best possible configuration can be selected automatically.

Bei einem vorteilhaften Verfahren ist der Identifizierungsphase eine Initialisierungsphase vorgeschaltet, mit der der zweite Kommunikationspartner vom ersten Kommunikationspartner erkannt wird. Zur Identifizierung des zweiten Kommunikationspartner wird ein Spannungspotential auf einer Verbindungsleitung ausgewertet. Die Auswertung erfolgt am einfachsten mit einer Tabelle, in der die Spannungswerte aller Optionsmodule, die mit einem Umrichter verbunden werden können, hinterlegt sind. Eine derartige Initialisierungsphase ist dann vorgesehen, wenn der erste Kommunikationspartner mit allen möglichen Optionsmodulen ohne einen Bediener kommunizieren soll.The identification phase is one advantageous method preceded by an initialization phase with which the second communication partner from the first communication partner is recognized. To identify the second communication partner becomes a voltage potential on a connecting line evaluated. The easiest way to evaluate is with a table in which the voltage values of all option modules, that can be connected to an inverter are. Such an initialization phase is then provided if the first communication partner with all possible Option modules should communicate without an operator.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Kommunikationsverfahren sind in den Unteransprüchen 3 bis 10 zu entnehmen. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung bezug genommen, in der das erfindungsgemäße Kommunikationsverfahren schematisch veranschaulicht ist.

FIG 1
zeigt ein Übersichtsdiagramm, das die möglichen Verbindungen zwischen einem Umrichter und verschiedener Optionsmodule zeigt,
FIG 2
zeigt eine parallele Topologie mit einem angebundenen Automatisierungsmodul und einem Technologiemodul, in der
FIG 3
ist eine serielle Topologie eines Automatisierungsmoduls und eines Technologiemoduls dargestellt, in der
FIG 4
ist eine Übersicht über die Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, die
FIG 5
zeigt in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme der Identifizierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, wogegen in den
FIG 6 und 7
jeweils die Arbeitsweise des Masters und des Slaves während der Identifizierungsphase schematisch dargestellt sind, die
FIG 8
zeigt in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme der Konfigurierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, wogegen in den
FIG 9 und 10
jeweils die Arbeitsweise des Masters und des Slaves während der Konfigurierungsphase schematisch veranschaulicht sind, die
FIG 11
zeigt in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme einer Datenaustauschphase des erfindungsgemäßen Verfahrens mit alternierenden zyklischen/azyklischen Daten, die
FIG 12
zeigt die Arbeitsweise des Masters und des Slaves während der Datenaustauschphase,
FIG 13
zeigt in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme für den azyklischen Datenaustausch ohne eine Domänenbehandlung, wogegen in den
FIG 14 und 15
jeweils die azyklische Arbeitsweise ohne Domäne des Client und des Servers veranschaulicht ist, in der
FIG 16
ist in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme für den azyklischen Datenaustausch mit einer Domänenbehandlung dargestellt, wogegen in der
FIG 17
die azyklische Arbeitsweise des Client mit Domänentransfer und in der
FIG 18
die azyklische Arbeitsweise des Servers mit Domänentransfer dargestellt sind.
Further advantageous embodiments of the communication method can be found in subclaims 3 to 10. To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which the communication method according to the invention is illustrated schematically.
FIG. 1
shows an overview diagram showing the possible connections between an inverter and different option modules,
FIG 2
shows a parallel topology with a connected automation module and a technology module in which
FIG 3
A serial topology of an automation module and a technology module is shown in which
FIG 4
an overview of the phases of the method according to the invention is illustrated
FIG 5
shows in a table the transmission sequence of the telegrams of the identification phase of the method according to the invention, whereas in the
6 and 7
The mode of operation of the master and the slave during the identification phase are shown schematically
FIG 8
shows in a table the transmission sequence of the telegrams of the configuration phase of the method according to the invention, whereas in the
9 and 10
The operation of the master and the slave during the configuration phase are schematically illustrated
FIG 11
shows in a table the transmission sequence of the telegrams of a data exchange phase of the inventive method with alternating cyclic / acyclic data, the
FIG 12
shows the operation of the master and the slave during the data exchange phase,
FIG. 13
shows in a table the transmission sequence of the telegrams for acyclic data exchange without domain treatment, whereas in the
14 and 15
The acyclic mode of operation without domain of the client and the server is illustrated in each case
FIG 16
the transmission sequence of the telegrams for acyclic data exchange with domain treatment is shown in a table, whereas in the
FIG 17
the acyclic mode of operation of the client with domain transfer and in the
FIG 18
the acyclic mode of operation of the server with domain transfer are shown.

Im Übersichtsdiagramm gemäß FIG 1 ist mit 2 ein erster Kommunikationspartner und mit 4,6,8 jeweils ein zweiter Kommunikationspartner bezeichnet. Von diesen zweiten Kommunikationspartnern 4,6,8 ist nur einer mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 mit dem ersten Kommunikationspartner 2 verknüpft. Als er-ster Kommunikationspartner 2 ist beispielsweise in der Antriebstechnik ein Stromrichtergerät eines Antriebssystems, von dem hier nur die Steuereinrichtung, insbesondere der Prozessor gezeigt ist, dargestellt ist. Normalerweise weist der Prozessor des Kommunikationspartner nur eine Schnittstelle 12 auf. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, wie hier dargestellt, dass mehrere Schnittstellen 12 vorhanden sind, die freigeschaltet werden können. Diese Freischaltung wird von einer Initialisierungsphase bewerkstelligt. Dazu ist ein A/D-Wandler 14 mit einem Spannungsteiler 16 vorgesehen.In the overview diagram according to FIG. 1, 2 is a first communication partner and with 4,6,8 each a second communication partner designated. From these second communication partners 4,6,8 is only one using a full duplex point-to-point connection 10 with the first communication partner 2 connected. The first communication partner 2 is, for example in drive technology a converter device of a drive system, of which only the control device, in particular the processor is shown is shown. Usually the processor of the communication partner assigns only one Interface 12 on. However, there is also the possibility as shown here that several interfaces 12 exist are that can be unlocked. This activation is accomplished by an initialization phase. For this purpose, an A / D converter 14 with a voltage divider 16 is provided.

Als zweite Kommunikationspartner 4,6 und 8 sind hier ein Technologiemodul 4, ein Schnittstellenmodul 6, das auch als Automatisierungsmodul bezeichnet wird, und ein Drehzahlerfassungsmodul 8 veranschaulicht. Bei den hier genannten Modulen 4,6 und 8 handelt es sich nicht um eine abschließende Aufzählung, sondern es soll nur gezeigt werden, welche Variationen der Module möglich sind, die mit dem ersten Kommunikationspartner (Antriebssystem) mittels der Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 kommunizieren können.The second communication partners 4, 6 and 8 are here Technology module 4, an interface module 6, which also as Automation module is called, and a speed detection module 8 illustrates. For the modules mentioned here 4,6 and 8 is not a final list, it should only show which variations of the modules that are possible with the first communication partner (Drive system) using the full duplex point-to-point connection 10 can communicate.

Für die Kommunikation benötigt die Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 drei Leitungen. Eine Leitung 16 zur Übertragung eines Taktsignals CLK, eine Leitung 18 zur Übertragung von Daten Tx und eine Leitung 20 zum Empfangen von Daten Rx. Auf der Leitung 16 wird ein Taktsignal CLK übermittelt, wenn eine synchrone Verbindung und/oder beim Anlauf eine Modulidentifikation stattfindet. Dieses Signal CLK wird nicht bei einer Asynchronverbindung benötigt. Auf dieser Leitung 16 wird ein Signal TXE übertragen, sobald ein Sender-Empfänger-Modul als zweiten Kommunikationspartner verwendet wird. Zusätzlich können auch noch zwei weitere Leitungen 22 und 24 vorgesehen sein, die jedoch nicht für die Kommunikation benötigt werden. Mittels dieser beiden Leitungen 22 und 24 werden Synchronisierungssignale SYNC_CU_OPT und SYNC_OPT_CU übermittelt. Mittels des Synchronisierungssignals SYNC_CU_OPT wird ein Technologiemodul 4 auf den Prozessor eines Stromrichtergerätes und mittels des Synchronisiersignals SYNC_OPT_CU wird der Prozessor eines Stromrichtergeräts auf ein Technologiemodul 4 synchronisiert.The full-duplex point-to-point connection is required for communication 10 three lines. A line 16 for transmission a clock signal CLK, a line 18 for transmission of data Tx and a line 20 for receiving data Rx. A clock signal CLK is transmitted on line 16, if a synchronous connection and / or a start-up Module identification takes place. This CLK signal will not required for an asynchronous connection. On this line 16 a TXE signal is transmitted as soon as a transceiver module is used as a second communication partner. In addition can also use two further lines 22 and 24 be provided, but not required for communication become. By means of these two lines 22 and 24 become synchronization signals SYNC_CU_OPT and SYNC_OPT_CU transmitted. By means of the synchronization signal SYNC_CU_OPT becomes a technology module 4 on the processor of a converter device and by means of the synchronization signal SYNC_OPT_CU is the processor of a converter device a technology module 4 synchronized.

Den einzelnen Modulen 4,6 und 8 ist zu entnehmen, dass die Leitung 16, mit der ein Taktsignal CLK übermittelt wird, auf unterschiedliche Spannungen geklemmt ist. Das Technologiemodul 4 erzeugt ein Spannungslevel auf der Leitung 16 von 1 V, wogegen das Drehzahlerfassungsmodul 8 auf der Leitung 16 einen Spannungslevel von 3,5 V generiert. Das Automatisierungsmodul 6 erzeugt in Abhängigkeit seiner Schnittstellencharakteristik unterschiedliche Spannungslevel. Ist das Automatisierungsmodul 6 als RS232-Schnittstelle ausgebildet, so weist der Spannungslevel auf der Leitung 16 ein Wert von 1,5 V an. Ist das Automatisierungsmodul 6 dagegen als RS485-Schnittstelle oder als PROFIBUS-Schnittstelle ausgebildet, so weist der Spannungslevel auf der Leitung 16 einen Wert von 2 V oder 3 V auf. In Abhängigkeit dieser unterschiedlichen Spannungslevel kann beim Anlauf der Kommunikation vom ersten Kommunikationspartner 2 der zweite Kommunikationspartner 4,6,8 identifiziert werden. Diese Identifizierung des zweiten Kommunikationspartner 4,6,8 findet nur dann statt, wenn der erste Kommunikationspartner für alle möglichen zweiten Kommunikationspartner 4,6,8 ausgestattet ist.The individual modules 4, 6 and 8 show that the Line 16, with which a clock signal CLK is transmitted different voltages is clamped. The technology module 4 generates a voltage level on line 16 of 1 V, whereas the speed detection module 8 on line 16 one Voltage level of 3.5 V generated. The automation module 6 generates depending on its interface characteristics different voltage levels. Is the automation module 6 designed as an RS232 interface, so points the voltage level on line 16 has a value of 1.5 V. In contrast, the automation module 6 is an RS485 interface or designed as a PROFIBUS interface, so points the voltage level on line 16 has a value of 2 V or 3 V on. Depending on these different voltage levels can when the communication starts from the first communication partner 2 the second communication partner 4,6,8 identified become. This identification of the second communication partner 4,6,8 only takes place when the first Communication partner for all possible second communication partners 4,6,8 is equipped.

In den FIG 2 und 3 sind zwei Topologien von einem Automatisierungsmodul und einem Technologiemodul veranschaulicht. Bei den dargestellten Topologien handelt es sich um eine parallel (FIG 2) und eine serielle (FIG 3) Topologie. Bei der parallelen Topologie sind beide Module 4 und 6 parallel mit einem ersten Kommunikationspartner 2, beispielsweise ein Stromrichtergerät, verschaltet. Dazu muss der erste Kommunikationspartner 2 zwei Schnittstellen 28 und 30 aufweisen. Die Schnittstellen 28 und 30 sind jeweils mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 mit einer Schnittstelle 32 bzw. 34 des Automatisierungsmoduls 6 bzw. des Technologiemoduls 4 verknüpft. Bei der seriellen Topologie ist das Technologiemodul 4 mit dem ersten Kommunikationspartner 2 und das Automatisierungsmodul 6 mit dem Technologiemodul 4 verbunden. Für diese serielle Topologie benötigt das Technologiemodul zwei Schnittstellen 34 und 38. Die Schnittstellen 34 bzw. 38 ist mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 mit einer Schnittstelle 28 bzw. 32 des ersten Kommunikationspartners 2 bzw. des Automatisierungsmoduls 6 verbunden. Die beiden Topologien unterscheiden sich nicht nur in der Hardware, sondern auch in der Prozessdaten-Übermittlung. Bei der parallelen Topologie werden die Prozessdaten vom Automatisierungsmodul 6 zum ersten Kommunikationspartner 2 und dann von diesem zum Technologiemodul 4 übermittelt. Bei der seriellen Topologie werden die Prozessdaten direkt vom Automatisierungsmodul 6 zum Technologiemodul übertragen und von dort zum ersten Kommunikationspartner 2. Dadurch weist die parallel Topologie eine längere Totzeit bei der Prozessdatenübermittlung auf, als die serielle Topologie. Bei den genannten Schnittstellen 28,30,32,34 und 38 handelt es sich um serielle Schnittstellen. Bei einem Stromrichtergerät - erster Kommunikationspartner 2 - eines Antriebssystems weist der Prozessor nur eine serielle Schnittstelle auf. Somit bietet sich die serielle Topologie für ein Stromrichtergerät eines Antriebssystems an.2 and 3 are two topologies of an automation module and a technology module. At The topologies shown are parallel (FIG 2) and a serial (FIG 3) topology. With the parallel Topology is both modules 4 and 6 in parallel with one first communication partner 2, for example a converter device, interconnected. To do this, the first communication partner 2 have two interfaces 28 and 30. The Interfaces 28 and 30 are each by means of a full duplex Point-to-point connection 10 with an interface 32 or 34 of the automation module 6 or the technology module 4 linked. In the serial topology is the technology module 4 with the first communication partner 2 and that Automation module 6 connected to the technology module 4. The technology module is required for this serial topology two interfaces 34 and 38. The interfaces 34 and 38 is a full duplex point-to-point connection 10 with an interface 28 or 32 of the first communication partner 2 or the automation module 6 connected. The the two topologies differ not only in hardware, but also in the process data transmission. In the Process data from the automation module in parallel topology 6 to the first communication partner 2 and then from transmitted to the technology module 4. With the serial The process data are topology directly from the automation module 6 transferred to the technology module and from there to first communication partner 2. This points in parallel Topology a longer dead time in the process data transmission on than the serial topology. With the above Interfaces 28, 30, 32, 34 and 38 are serial Interfaces. With a converter device - first communication partner 2 - a drive system has the processor only one serial interface. Thus the serial topology for a converter device of a drive system on.

Die FIG 4 veranschaulicht die Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens für zwei Kommunikationspartners 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8, die mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 miteinander verknüpft sind. Das erfindungsgemäße Verfahren weist drei Phasen auf, nämlich die Identifizierungsphase, die Konfigurierungsphase und die Datenaustauschphase. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Identifizierungsphase eine Initialisierungsphase vorgeschaltet. Falls die Konfigurierungsphase nicht benötigt wird, wird die Identifizierungsphase direkt mit der Datenübertragungsphase verkoppelt. Wenn die Kommunikationsverbindung während der Kommunikation fehlerhaft ist, wird diese Verbindung wieder hergestellt, indem die Identifizierungsphase neu gestartet wird.4 illustrates the phases of the invention Procedure for two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 using a full duplex point-to-point connection 10 are linked together. The method according to the invention has three phases, namely the identification phase, the configuration phase and the data exchange phase. In an advantageous embodiment, the identification phase preceded by an initialization phase. If the configuration phase is not needed, the identification phase coupled directly with the data transmission phase. If the communication link during communication is faulty, this connection is re-established, by restarting the identification phase.

Während der Identifizierungsphase identifizieren sich die beiden Kommunikationspartner 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8 gegenseitig und definieren ihre Kommunikationsparameter. Wenn eine Konfigurierungsphase vorhanden ist, so schließt sich diese der Identifizierungsphase an. Während dieser Konfigurierungsphase werden modulabhängige Konfigurierungseigenschaften zwischen den Kommunikationspartnern ausgetauscht. Zu diesen ausgetauschten Kommunikationseigenschaften gehören:

  • Art der Kommunikation (Synchron/Asynchron)
  • größte unterstützte Baudrate
  • Zykluszeit
  • Anzahl der Konfigurationsdaten
  • Anzahl der zyklischen Daten
  • Anzahl der zyklischen Daten.
During the identification phase, the two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 identify each other and define their communication parameters. If there is a configuration phase, this follows the identification phase. During this configuration phase, module-dependent configuration properties are exchanged between the communication partners. These exchanged communication properties include:
  • Communication type (synchronous / asynchronous)
  • largest supported baud rate
  • Cycle time
  • Number of configuration data
  • Number of cyclic data
  • Number of cyclic data.

Aus diesen Kommunikationsparametern und Kommunikationseigenschaften wird automatisch die bestmögliche Konfiguration, die die vorhandene Bandbreite optimal ausnutzt, ausgewählt. Nachdem die bestmöglichste Konfiguration ausgewählt ist, kann der Datenaustausch beginnen.From these communication parameters and communication properties automatically the best possible configuration makes optimal use of the available bandwidth. After this the best possible configuration is selected, the Start data exchange.

Die Datenaustauschphase weist bis zu drei Kanäle auf, einen zyklischen und zwei azyklische Kanäle. Der zyklische Kanal oder die azyklischen Kanäle müssen nicht gleichzeitig anwesend sein. Für eine Datenübertragung muss wenigstens ein Kanal vorhanden sein. Diese Kanäle werden pro Taktperiode des ersten Kommunikationspartners seriell übertragen. Jeweils zwischen zwei Kanälen ist für eine vorbestimmte Zeit eine Pause, in der das Taktsignal CLK nicht aktiv ist. Diese vorbestimmte Zeit ist so bemessen, dass zwei Wörter übertragen werden könnten. Diese Zeit ist für den zweiten Kommunikationspartner 4 bzw. 6 bzw. 8 notwendig, um das empfangene Telegramm, bestehend aus einem Rahmen und Daten, zu verarbeiten und seinen Empfangsteil für das nächste Telegramm auf den Anfang zurückzusetzen. Mit den zyklischen Kanal werden Prozessdaten und mit den azyklischen Kanal Parameter übermittelt. Zu diesen Parametern gehören auch Fehler- und Diagnoseparameter. Die Anzahl der zyklischen und azyklischen Daten bestimmt die Zeit, die gebraucht wird, um ein Kanal zu übertragen. In der Identifizierungs- und Konfigurierungsphase ist jeweils nur ein Kanal vorhanden, die als Identifizierungs- bzw. Konfigurierungskanal bezeichnet sind.The data exchange phase has up to three channels, one cyclic and two acyclic channels. The cyclical channel or the acyclic channels do not have to be present at the same time his. At least one channel is required for data transmission to be available. These channels are per clock period of the first serial communication partner. Each between two channels is one for a predetermined time Pause in which the clock signal CLK is not active. This predetermined Time is measured in such a way that two words are transmitted could become. This time is for the second communication partner 4 or 6 or 8 necessary to receive the received telegram, consisting of a frame and data to process and its receiving part for the next telegram to the beginning reset. With the cyclic channel process data and transmitted with the acyclic channel parameters. To These parameters also include error and diagnostic parameters. The number of cyclic and acyclic data determines the Time it takes to transmit a channel. In the The identification and configuration phase is only one a channel exists, which is used as an identification or configuration channel are designated.

Bei dieser erfindungsgemäßen Definition des Kommunikationsmechanismus ist eine Skalierbarkeit erreicht, dass die Module zwischen Kommunikationspartnern 2 unterschiedlicher Leistungsniveaus austauschbar sind. Das heißt, in der Antriebstechnik können ein und dasselbe Modul mit einem Basisstromrichtergerät, einem Vektorstromrichtergerät oder einem High-Performance-Stromrichtergerät verknüpft werden, ohne dass sich die Kommunikationsmechanismen ändern müssen. Dadurch wird die Vielfalt eines Moduls auf eine Ausführung reduziert, wodurch sich die Kosten wesentlich reduzieren bzw. wodurch auch Module in den Basisstromrichtergeräten eingesetzt werden können.With this definition of the communication mechanism according to the invention is a scalability that the modules achieved between communication partners 2 different performance levels are interchangeable. That means in drive technology can one and the same module with a basic converter device, a vector converter device or a high-performance converter device be linked without the communication mechanisms have to change. Thereby the diversity of a module is reduced to one version, which significantly reduces the costs or what modules can also be used in the basic converter devices can.

Die FIG 5 zeigt in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme in der Identifizierungsphase des erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens. Wie bereits erwähnt, identifizieren sich die beiden Kommunikationspartner 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8 während der Identifizierungsphase gegenseitig. Diese Identifizierungsphase ist wiederholbar, d.h., diese kann ohne Aus- und wieder Einschalten der Leistungsversorgung des ersten Kommunikationspartner 2 neu gestartet werden. In dieser Identifizierungsphase werden vier Telegramme übertragen, die wie folgt bezeichnet werden:

  • ident.req.:   Identifizeirungs-Anforderung
  • ident.rep.:   Identifizierungs-Rückmeldung
  • ident.ack.:   Identifizierungs-Bestätigung
  • ident.arep.:   Identifizierungs-Bestätigungs-Rückmeldung.
5 shows in a table the transmission sequence of the telegrams in the identification phase of the communication method according to the invention. As already mentioned, the two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 identify each other during the identification phase. This identification phase can be repeated, ie it can be restarted without switching the power supply of the first communication partner 2 off and on again. In this identification phase, four telegrams are transmitted, which are designated as follows:
  • ident.req .: identification request
  • ident.rep .: Identification feedback
  • ident.ack .: Identification confirmation
  • ident.arep .: Identification confirmation confirmation.

Während der Identifizierungsphase ist die Baudrate auf 5k Baud gesetzt und es werden vier Telegramme benötigt für einen sicheren Quittungsbetrieb. Die Identifizierungs-Anforderung ident.req. enthält die Parameter des zweiten Kommunikationspartners 4 bzw. 6 bzw. 8. Der erste Kommunikationspartner 2 prüft die Werte und schickt die aushandelbaren Werte in der Identifizierungs-Bestätigung ident.ack. zurück. Wenn die Identifizierungs-Bestätigungs-Rückmeldung ident.arep. des zweiten Kommunikationspartners 4 bzw. 6 bzw. 8 negativ ist, ist eine Kommunikation nicht möglich. Falls dieses jedoch gültig ist, so werden die ausgehandelten Kommunikationspartner gesetzt. Am Ende der Identifizierungsphase wird zur Konfigurierungsphase oder zur Datenaustauschphase gewechselt, in Abhängigkeit des Ausgehandelten.During the identification phase, the baud rate is at 5k Baud set and four telegrams are required for one secure receipt operation. The identification requirement ident.req. contains the parameters of the second communication partner 4 or 6 or 8. The first communication partner 2 checks the values and sends the negotiable values in the identification confirmation ident.ack. back. If the identification confirmation confirmation ident.arep. of the second communication partner 4 or 6 or 8 negative communication is not possible. If so, however is negotiated, the negotiated communication partners set. At the end of the identification phase switched to the configuration phase or the data exchange phase, depending on what has been negotiated.

In den FIG 6 und 7 ist dieselbe Identifizierungsphase des erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens nach FIG 5 jeweils in einem Zustandsdiagramm dargestellt. Dabei sind die beiden Zustandsdiagramme aus der Sicht des ersten und des zweiten Kommunikationspartners 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8 dargestellt. Die FIG 6 zeigt die Identifizierungsphase aus der Sicht des ersten Kommunikationspartners 2, der ebenfalls als Master bezeichnet wird. In der FIG 7 ist die Identifizierungsphase aus der Sicht des zweiten Kommunikationspartners 4 bzw. 6 bzw. 8, der auch als Slave bezeichnet wird, dargestellt.6 and 7 show the same identification phase of the communication method according to FIG 5 each represented in a state diagram. Here are the two state diagrams from the perspective of the first and the second communication partners 2 and 4 or 6 or 8 shown. 6 shows the identification phase from the View of the first communication partner 2, who also as Master is called. 7 is the identification phase from the point of view of the second communication partner 4 or 6 or 8, which is also referred to as a slave.

Die FIG 8 zeigt eine Tabelle der Übertragungsfolge der Telegramme der Konfigurierungsphase des erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens. Während dieser Konfigurierungsphase werden Konfigurierungsdaten zwischen den beiden Kommunikationspartnern 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8 ausgetauscht. Auch in der Konfigurierungsphase werden vier Telegramme übermittelt. Bei diesen vier Telegrammen handelt es sich um Anforderungs-Telegramm config.req., ein Rückmeldungs-Telegramm config.rep., ein Bestätigungs-Telegramm config.ack. und um ein Bestätigungs-Rückmeldungs-Telegramm config.arep.. Das Anforderungs- und das Rückmeldungs-Telegramm config.req. und config.rep. beinhalten Daten. Mit diesen vier Telegrammen wird ebenfalls ein sicherer Quittungsbetrieb abgewickelt.8 shows a table of the transmission sequence of the telegrams the configuration phase of the communication method according to the invention. During this configuration phase configuration data between the two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 exchanged. Also in the Four telegrams are transmitted during the configuration phase. At these four telegrams are request telegrams config.req., a feedback telegram config.rep., a confirmation telegram config.ack. and a confirmation feedback telegram config.arep .. The requirements and the feedback telegram config.req. and config.rep. contain data. With these four telegrams is also a secure receipt operation is processed.

Die beiden zugehörigen Zustandsdiagramme der Konfigurierungsphase sind in den FIG 9 und 10 dargestellt. Die FIG 9 zeigt ein Zustandsdiagramm aus der Sicht des Masters (erster Kommunikationspartner 2) und in der FIG 10 ist das Zustandsdiagramm aus der Sicht des Slaves (zweiter Kommunikationspartner 2 bzw. 6 bzw. 8) dargestellt.The two associated state diagrams of the configuration phase are shown in FIGS. 9 and 10. 9 shows a state diagram from the perspective of the master (first Communication partner 2) and in FIG 10 is the state diagram from the point of view of the slave (second communication partner 2 or 6 or 8).

Zu Beginn der Konfigurierungsphase sendet der Master 2 gemäß FIG 9 ein Anforderungs-Telegramm config.req. mit Konfigurierungsdaten an den Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 und wartet auf ein Rückmeldungstelegramm config.rep. vom Slave 4 bzw. 6 bzw. 8. Die Konfigurierungsdaten des Anforderungs-Telegramms config.req. wird vom Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 geprüft und antwortet umgehend mit einem positiven oder negativen Rückmeldungstelegramm config.rep.. Zu den Konfigurierungsdaten gehört u.a. eine Busadresse, eine Baudrate. Wenn die Rückmeldung negativ ist, signalisiert der Master 2 ein Fehler und fordert den Bediener auf, die Konfigurierungsdaten zu ändern. Nachdem dies geschehen ist, wird vom Master 2 ein neues Anforderungs-Telegramm gesendet. Mit dem Bestätigungs-Telegramm config.ack. wird der Master 2 eine positive Antwort auf die zurückgeschickten Konfigurierungsdaten, die mittels des Rückmeldungs-Telegramms vom Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 zum Master 2 übermittelt worden sind. Das letzte Telegramm sichert den doppelten Quittungsbetrieb. Ein Zeitüberlauf während dieser Phase führt zu einem Neustart der Identifizierungsphase. At the beginning of the configuration phase, the master 2 sends according to 9 shows a request telegram config.req. with configuration data to slave 4 or 6 or 8 and waits for Confirmation telegram config.rep. from slave 4 or 6 or 8. The configuration data of the request telegram config.req. is checked and answered by slave 4 or 6 or 8 immediately with a positive or negative feedback telegram config.rep .. One of the configuration data i.a. a bus address, a baud rate. If the feedback is negative, the master 2 signals an error and prompts the operator to change the configuration data. After this has been done, Master 2 will create a new one Request telegram sent. With the confirmation telegram config.ack. Master 2 becomes a positive answer on the configuration data sent back by means of the feedback telegram from slave 4 or 6 or 8 have been transmitted to Master 2. The last telegram ensures double receipt operation. A time out during this phase the identification phase is restarted.

Zu Beginn der Konfigurierungsphase erwartet der Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 gemäß FIG 10 eine Konfigurierungs-Anforderung config.req.. Nachdem der Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 diese Anforderung config.req. erhalten hat, werden die Daten analysiert. In Abhängigkeit dieser Analyse wird eine positive oder eine negative Konfigurierungs-Rückmeldung config.rep. gesendet. Ist die Rückmeldung negativ, so wird eine neue Konfigurierung mittels der Konfigurierungs-Anforderung config.req. erwartet. Wenn das Ergebnis der Analyse positiv ist, werden mit der Konfigurierungs-Rückmeldung die Daten zum Master 2 zurückgesendet. Danach wartet das Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 auf eine Konfigurierungs-Bestätigung config.ack. vom Master 2. Wenn die Daten ungültig sind, ist die Konfigurierungs-Bestätigung negativ. Die Bestätigungs-Rückmeldung config.arep. vom Slave 4 bzw. 6 bzw. 8 ist abhängig von den Daten und vom Typ des Slave 4 bzw. 6 bzw. 8. Wenn in den Daten der Konfigurierungs-Bestätigungs-Rückmeldung config.arep. ein kritischer Fehler festgestellt wird, kann die Konfigurierungsphase neu gestartet werden. Kann kein kritischer Fehler im Datensatz festgestellt werden, wird zur Phase des Datenaustausches gewechselt.At the beginning of the configuration phase, slave 4 or 6 or 8 according to FIG. 10 a configuration request config.req .. After slave 4 or 6 or 8 this request config.req. received, the data is analyzed. Depending on this analysis, a positive one or a negative configuration feedback config.rep. Posted. If the feedback is negative, a new one is created Configuration using the configuration request config.req. expected. If the result of the analysis is positive with the configuration feedback, the data sent back to Master 2. The slave 4 or 6 or 8 for a configuration confirmation config.ack. from master 2. If the data is invalid, the configuration confirmation is negative. The confirmation feedback config.arep. of slave 4 or 6 or 8 depends on the Data and the type of slave 4 or 6 or 8. If in the data the configuration confirmation feedback config.arep. a critical error can be found the configuration phase can be restarted. Can not critical errors found in the data set are used Data exchange phase changed.

In der Datenaustauschphase werden zyklische und azyklische Daten zwischen den beiden Kommunikationspartnern 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8 ausgetauscht. Zwischen diesen beiden Datentypen wird streng unterschieden, damit die azyklischen Daten sich nicht auf die zyklischen Daten auswirken können, die in der schnellen Zeitscheibe bearbeitet werden. Die azyklischen Daten werden unabhängig von zyklischen Daten bearbeitet. Sobald ein Fehler vorliegt, wird die azyklische Datenkommunikation unterbrochen und die Fehlermeldung wird mit dem azyklischen Datenkanal übermittelt.In the data exchange phase, cyclic and acyclic Data between the two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 exchanged. Between these two data types is strictly differentiated so that the acyclic data cannot affect the cyclical data contained in the fast time slice. The acyclic Data are processed independently of cyclic data. As soon as If there is an error, the acyclic data communication interrupted and the error message is replaced with the acyclic Data channel transmitted.

Es gibt zwei Gründe, die Datenaustauschphase zu verlassen:

  • neue Identifikation oder Konfiguration, die mittels des zyklischen oder azyklischen Kanals ersucht werden können.
  • Verbindungsverlust. Wenn in einer vorbestimmten Zeit kein gültiges Telegramm vorliegt, so wird dies als Verbindungsverlust gewertet. Dies führt zu einem Neustart des Kommunikationsverfahrens, das mit der Identifikationsphase beginnt.
There are two reasons to leave the data exchange phase:
  • new identification or configuration that can be requested using the cyclic or acyclic channel.
  • Loss of connection. If there is no valid telegram within a predetermined time, this is considered a loss of connection. This leads to a restart of the communication process, which begins with the identification phase.

Für die Kommunikation zwischen zwei Kommunikationspartner 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8, die mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 miteinander verknüpft sind, gibt es zwei Datenaustausch-Kanäle, nämlich einen zyklischen Kanal und einen azyklischen Kanal für die Rückmeldung des zweiten Kommunikationspartners 4 bzw. 6 bzw. 8.For communication between two communication partners 2 and 4 or 6 or 8 using a full duplex point-to-point connection 10 are linked, there are two Data exchange channels, namely a cyclic channel and an acyclic channel for the feedback from the second communication partner 4 or 6 or 8.

Die FIG 11 zeigt eine Tabelle der Übertragungsfolge der Telegramme des Datenaustausch mit alternierenden zyklischen und azyklischen Daten. Der erste Kommunikationspartner 2 wird hier auch wieder als Master bezeichnet, wogegen der zweite Kommunikationspartner 4 bzw. 6 bzw. 8 als Slave bezeichnet wird. Der Masterbenutzer triggert die Bearbeitung des Datenaustausches. Alle anderen Benutzeranrufe sind asynchron.11 shows a table of the transmission sequence of the telegrams of data exchange with alternating cyclical and acyclic data. The first communication partner 2 is also referred to here as the master, whereas the second communication partner 4 or 6 or 8 referred to as a slave becomes. The master user triggers the processing of data exchange. All other user calls are asynchronous.

Die FIG 12 veranschaulicht in einem Zustandsdiagramm die Datenaustauschphase aus Sicht des Masters und des Slaves 4 bzw. 6 bzw. 8. Der zyklische Kanal ist sehr konstant. Dort werden Prozessdaten mit einer bekannten Bedeutung übertragen. Der azyklische Kanal ist dagegen nicht konstant, so dass dieser im folgenden genauer betrachtet werden soll.FIG 12 illustrates the data exchange phase in a state diagram from the perspective of the master and the slave 4 or 6 or 8. The cyclic channel is very constant. There process data with a known meaning is transferred. The acyclic channel is not constant, however that this should be considered in more detail below.

Der azyklische Kanal basiert auf dem Client/Server-Prinzip, wobei ein von zwei Kommunikationspartnern eine Anforderung aussendet, welche der andere Kommunikationspartner dann erwidern. Anforderungen können prinzipiell beide Kommunikationspartner aussenden, jedoch das aktuelle Verfahren gestattet nur Anforderungen vom zweiten Kommunikationspartner 4 bzw. 6 bzw. 8 zum ersten Kommunikationspartner 2. The acyclic channel is based on the client / server principle, one of two communication partners making a request which the other communication partner then replies. In principle, both communication partners can meet requirements send, but the current procedure is permitted only requests from the second communication partner 4 or 6 or 8 to the first communication partner 2.

Folgende Funktionen werden durch diesen Kommunikationsmechanismus ausgeführt:

  • Parameter-Anforderung:
    Der Client 2 sendet eine Parameter-Anforderung und der Server 4 bzw. 6 bzw. 8 antwortet mit einer Benutzer-Rückmeldung. Die Parameter-Anforderung/-Rückmeldung kann länger als ein azyklischer Kanal sein. Wenn dies der Fall ist, muss eine Domänenbehandlung durchgeführt werden.
  • Alarm-Anforderung:
    Der Client 2 sendet eine Alarm-Anforderung und der Server 4 bzw. 6 bzw. 8 antwortet wie bei einer Parameter-Anforderung mit einer Benutzer-Rückmeldung. Die Länge einer Alarm-Anforderung/-Rückmeldung ist fest und immer in einem azyklischen Kanal unterzubringen. Eine Alarm-Anforderung unterbricht eine Domänenübertragung.
  • Diagnose-Anforderung:
    Der Client 2 sendet eine Diagnose-Anforderung und der Server 4 bzw. 6 bzw. 8 antwortet mit einer Rückmeldung.
    Eine Diagnose-Anforderung wird nicht vom Benutzer beantwortet. Die Länge von Diagnosedaten sind fest vorgegeben und können immer in einem azyklischen Kanal untergebracht werden.
This communication mechanism performs the following functions:
  • Parameter request:
    The client 2 sends a parameter request and the server 4 or 6 or 8 responds with user feedback. The parameter request / feedback can be longer than an acyclic channel. If this is the case, domain treatment must be carried out.
  • Alarm request:
    The client 2 sends an alarm request and the server 4 or 6 or 8 responds as with a parameter request with user feedback. The length of an alarm request / feedback is fixed and must always be accommodated in an acyclic channel. An alarm request interrupts a domain transfer.
  • Diagnostic request:
    The client 2 sends a diagnostic request and the server 4 or 6 or 8 responds with a response.
    A diagnostic request is not answered by the user. The length of diagnostic data is fixed and can always be accommodated in an acyclic channel.

Allgemein wird immer nur eine Anforderung übertragen. Wenn eine Domänenübertragung aktiv ist, wird diese nur durch eine Alarm-Anforderung unterbrochen. Daten werden nur dann gesendet, wenn eine neue Anforderung/Rückmeldung vorliegt. Sonst werden nur Leertelegramme gesendet.In general, only one request is ever transmitted. If a domain transfer is active, it is only activated by one Alarm request interrupted. Data is only sent when there is a new request / feedback. Otherwise only empty telegrams are sent.

Als Domänenbehandlung wird ein Kommunikationsmechanismus bezeichnet, bei dem Daten mittels mehrere Telegramme übermittelt werden. Dieser Vorgang bleibt dem Benutzer verborgen. Dieser Kommunikationsmechanismus wird nur für Parameterdaten verwendet. Alle anderen Daten werden in einem Telegramm untergebracht.Domain handling is a communication mechanism where data is transmitted using several telegrams become. This process remains hidden from the user. This communication mechanism is only for parameter data used. All other data are stored in a telegram.

Die FIG 13 zeigt in einer Tabelle die Übertragungsfolge der Telegramme eines azyklischen Datenaustausches ohne eine Domänenbehandlung. In den FIG 14 und 15 sind die zugehörigen Zustandsdiagramme aus der Sicht des Client 2 und des Server 4 bzw. 6 bzw. 8 näher dargestellt. Zum Vergleich zeigt die FIG 16 eine Tabelle der Übertragungsfolge der Telegramme eines azyklischen Datenaustausches mit einer Domänenbehandlung. Die entsprechenden Zustandsdiagramme aus der Sicht des Client 2 und des Server 4 bzw. 6 bzw. 8 sind in den FIG 17 und 18 näher dargestellt. In diesen beiden FIG 17 und 18 zeigen die fettgedruckten Linien den normalen Ablauf (keine Domäne) und die unterbrochenen Linien einen Alarm, der die Domänenbehandlung unterbricht.FIG. 13 shows the transmission sequence of the in a table Telegrams of an acyclic data exchange without one Domain treatment. 14 and 15 are the associated State diagrams from the perspective of client 2 and the server 4 or 6 or 8 shown in more detail. For comparison, the 16 shows a table of the transmission sequence of the telegrams acyclic data exchange with domain handling. The corresponding state diagrams from the point of view of the Client 2 and server 4 or 6 or 8 are shown in FIG and 18 shown in more detail. In these two FIGS. 17 and 18 the bold lines show the normal process (none Domain) and the broken lines an alarm that the Domain handling interrupts.

Wenn gemäß dem Zustandsdiagramm nach FIG 17 der Benutzer eine Anforderung initialisiert, wird diese gesendet. Danach wartet der Benutzer auf eine Rückmeldung. Wenn nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit keine Rückmeldung eintrifft, wird die Anforderung wiederholt. Eine eintreffende Rückmeldung wird dem Benutzer weitergeleitet. Ausnahme: Eine Diagnose-Rückmeldung wird nicht an den Benutzer weitergeleitet.If, according to the state diagram according to FIG. 17, the user initializes a request, it is sent. After that the user waits for feedback. If not inside no feedback is received for a predetermined time, the request is repeated. An incoming feedback is forwarded to the user. Exception: A diagnostic feedback is not forwarded to the user.

Wenn die Daten eine Domänenanforderung beinhalten, wird die vollständige Domäne gesendet. Jeder einzelne Teil der Domäne wird getrennt vom Empfänger bestätigt. Wenn die vollständige Domänenanforderung ohne Fehler gesendet ist, wird die Rückmeldung erwartet. Diese Rückmeldung wird dann vom Empfänger gesendet. Wenn diese Rückmeldung ebenfalls eine Domäne enthält, so wird jeder einzelne Teil der Domäne bestätigt. Sobald die vollständige Rückmeldung empfangen ist, wird die verarbeitet und der Verfahrensablauf startet wieder vom Anfang. Im Fall einer Zeitüberschreitung oder eines Domänenfehlers wird die Anforderung wiederholt. If the data includes a domain request, the full domain sent. Every single part of the domain is confirmed separately from the recipient. If the full The domain request is sent without an error, the response expected. This feedback is then sent by the recipient Posted. If this feedback also contains a domain, so every single part of the domain is confirmed. As soon as full feedback is received, the processed and the process sequence starts again from the beginning. In the event of a timeout or a domain error the request is repeated.

Gemäß FIG 18 wird eine Rückmeldung nach Verarbeitung durch den Benutzer gesendet, wenn der Verarbeitungskanal frei ist und die empfangenen Daten gültig sind. Wenn die Daten eine Domänenanforderung enthalten, wird die vollständige Domäne empfangen. Jeder Teil der Domäne wird einzeln bestätigt. Sobald die vollständige Domäne empfangen und gültig ist, wird diese verarbeitet.According to FIG. 18, feedback is given after processing sent to the user when the processing channel is free and the received data is valid. If the data is a Domain request will contain the full domain receive. Each part of the domain is confirmed individually. As soon as the full domain is received and is valid processed this.

Mit diesen erfindungsgemäßen Kommunikations-Mechanismen erhält man eine schnelle periodische Kommunikation zwischen zwei Kommunikationspartnern 2 und 4 bzw. 6 bzw. 8, insbesondere zwischen einem Prozessor eines Antriebssystems und einem Prozessor eines Moduls, die mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung 10 miteinander verknüpft sind, wobei die seriellen Schnittstellen der Prozessoren verwendet werden. Da nun die seriellen Schnittstellen zweier Prozessoren verwendet werden, werden keine Dual-Port-RAM mehr benötigt, so dass dieses erfindungsgemäße Verfahren gerade bei Low-Perfomance-Antriebssystemen wegen eines erheblichen Kostenvorteils vorteilhaft ist. Außerdem zerstört oder beeinflusst die azyklische Datenübertragung nicht den zyklischen Datenaustausch. Ferner ist die Bandbreite der Übertragung in Abhängigkeit der Funktionalität und des Leistungsvermögens der Kommunikationspartner skalierbar.With these communication mechanisms according to the invention one a quick periodic communication between two communication partners 2 and 4 or 6 or 8, in particular between a processor of a drive system and a Processor of a module using a full duplex Point-to-point connection 10 are linked together, wherein the serial interfaces of the processors used become. Now that the serial interfaces of two processors dual-port RAM is no longer required, so that this method according to the invention Low-performance drive systems because of a considerable cost advantage is advantageous. Also destroyed or affected acyclic data transmission is not cyclical Data exchange. Furthermore, the bandwidth of the transmission is in Dependency on functionality and performance the communication partner is scalable.

Claims (11)

Kommunikationsverfahren für zwei Kommunikationspartner (2;4,6,8), die mittels einer Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung (10) miteinander verknüpft sind, wobei dieses Kommunikationsverfahren in eine Identifizierungs-, eine Konfigurierungs- und eine Datenaustausch-Phase unterteilt ist, wobei während der Identifizierungsphase die Kommunikationspartner (2;4,6,8) sich gegenseitig identifizieren und ihre Kommunikationsparameter definieren, wobei während der Konfigurierungsphase kommunikationspartnerabhängige Konfigurierungsdaten zwischen den beiden Kommunikationspartnern (2;4,6,8) ausgetauscht werden, und wobei während der Datenaustauschphase zyklische und azyklische Daten zwischen den beiden Kommunikationspartnern ausgetauscht werden, wenn die Konfigurierungsphase erfolgreich abgeschlossen ist.Communication procedure for two communication partners (2; 4,6,8) using a full duplex point-to-point connection (10) are linked together using this communication method into an identification, a configuration and a data exchange phase is divided, wherein the communication partners during the identification phase (2; 4,6,8) identify each other and their communication parameters define, being during the configuration phase Communication partner-dependent configuration data exchanged between the two communication partners (2; 4,6,8) be, and being during the data exchange phase cyclic and acyclic data between the two communication partners be exchanged when the configuration phase is successfully completed. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Identifizierungsphase eine Initialisierungsphase vorgeschaltet ist, während der der zweite Kommunikationspartner (4,6,8) vom ersten Kommunikationspartner (2) erkannt wird.Communication method according to claim 1, characterized in that the identification phase is preceded by an initialization phase during which the second communication partner (4, 6, 8) is recognized by the first communication partner (2). Kommunikationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifizierungs- und die Konfigurierungsphase jeweils ein zweifacher Quittungsbetrieb ist.Communication method according to claim 1 or 2, characterized in that the identification and the configuration phase is in each case a double acknowledgment operation. Kommunikationsverfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfigurierungsphase jederzeit neu beginnen kann.Communication method according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the configuration phase can start again at any time. Kommunikationsverfahren nach einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfigurierungsphase übergangen werden kann. Communication method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the configuration phase can be ignored. Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine fehlende Verbindung während der Kommunikation durch einen Neustart der Identifizierungsphase wiederhergestellt wird.Communication method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a missing connection is restored during communication by restarting the identification phase. Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenaustausch-phase mindestens ein Kanal aufweist.Communication method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the data exchange phase has at least one channel. Kommunikationsverfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kommunikationspartner (2) ein Umrichter und ein zweiter Kommunikationspartner (4,6,8) ein Optionsmodul ist.Communication method according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that a first communication partner (2) is a converter and a second communication partner (4,6,8) is an option module. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Optionsmodul ein Automatisierungsmodul ist.Communication method according to claim 8, characterized in that the option module is an automation module. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Optionsmodul ein Technologiemodul ist.Communication method according to claim 8, characterized in that the option module is a technology module. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifizierung des zweiten Kommunikationspartners (4,6,8) ein Spannungspotential auf einer Verbindungsleitung der Voll-Duplex Punkt-zu-Punkt-Verbindung (10) ausgewertet wird.Communication method according to Claim 2, characterized in that a voltage potential on a connecting line of the full duplex point-to-point connection (10) is evaluated in order to identify the second communication partner (4,6,8).
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